激光测量技术LaserMeasurementTechnology背景知识光光光---横横电磁波电磁波自然光自然光在垂直于光传播方向的平面内沿各方向振动的光矢量呈对称对称分布任何取向的一个光矢量都可分解为两个相互垂直方向上面对光的传播方向的分量Ex=Ey表示方法表示方法自然光可分解为两个任意垂直方向上的、振幅相等•••的独立分振动偏振光偏振光一、线偏振光光矢量只沿某一固定方向振动的光为线偏振光表示方法表示方法•••••光振动平行纸面光振动垂直纸面线偏振光也可以用传播方向相同、相位相同或相差π、振动相互垂直的两列光波的叠加描述二、部分偏振光定义定义::部分偏振光在垂直于光传播方向的平面内沿各方向振动的光矢量都有，但振幅不对称，在某一方向振动较强，而与它垂直的方向上振动较弱部分偏振光的光矢量可分解为两个振幅不等、振动相互垂直的独立分振动表示方法表示方法•••••••••平行纸面的光振动较强垂直纸面的光振动较强偏振片的起偏和检偏偏振片的起偏和检偏马吕斯定律马吕斯定律从自然光获得线偏振光的过程称起偏用以判断某束光是否是偏振光的器件称作检偏器检偏器(1)利用偏振片获得偏振光某些晶体对相互垂直的两个光振动分量具有选择吸收的性能，称为二向色性。起偏器自然光I线偏振光I将二向色性的晶体涂敷于0透明薄片上，就成为偏振•••片。制成偏振片后，其上1偏振化方向II=0有一特殊的方向，沿着该2方向的光振动不被吸收—偏振化方向。自然光经过起偏器后转变成线偏振光,强度为入射自然光强度的1/2在自然光的光路中插入检偏器，屏上光强减半。检偏器旋转，屏上亮暗无变化。对线偏振光，检偏器旋转一周，光强两亮两暗部分偏振光，检偏器旋转一周，屏上光强两亮两弱偏振片对光的吸收遵从马吕斯定律EEE'=cosαα偏振化方向2'I=Icosα(马吕斯定律)'E=Ecosαπ当α=0，I=I=I;当α=，I=0—消光max02例例平行放置两偏振片，使它们的偏振化方向成60°夹角。求透射光的光强与入射光的光强之比是多大？解1经P1后:II1=02P1P2经P2后:1II=cos2o60=cosI2o602120I112=cos2o=600.=125I028例例一束自然光和线偏振光的混合光，垂直通过一偏振片。当偏振片以光线为轴旋转一周时,发现其最大光强为最小光强的5倍，求入射光中两种光线光强的比值。解设自然光的光强为I0,偏振光的光强为I1III=+max201I01IImin=0II=2=20I2IImax=5min入射光中自然光与线偏振光的光强之比为1/2例例有两个偏振片，一个用作起偏器，一个用作检偏器。当它们的偏振化方向之间的夹角为30o时，一束单色自然光穿过它们，出射光强为I1；当它们的偏振化方向之间的夹角为60o时，另一束单色自然光穿过它们，出射光强为I2，且I1=I2，求两束单色自然光的强度之比。解设第一束单色自然光的强度为I10，第二束单色自然光的强度为I20，根据马吕斯定律II=cos10230012I1I10=I=cos202600I32220II1=2(2)反射和折射产生的偏振••n•ii••自然光反射和折射后产生部分偏振光1on2ib+γ=90时，反射光为线偏振光γ••ib—布儒斯特角或起偏角n1sinib=2nsinγ=n2cosbi••i•ibb••n1••线偏振光n2布儒斯特定律tani==nn2•bn211γ•例n1=1.00(空气)，n2=1.50(玻璃)，则1.50空气玻璃i=arctan=56o18′b1.001.00玻璃空气i=arctan=33o42′b1.50利用玻璃片堆可使反射光和透射光成为线偏振光ibibibib入射自然光•i•••••I0•b••••••••••••γ玻璃片堆I′线偏振光(3)利用双折射产生偏振方解石R2（a）双折射现象一束光入射到各向异性的介质R1后出现两束折射光线的现象。s（b）双折射光的特性两束折射光皆为线偏振光。ni•1寻常光与非寻常光（o光与e光）n2•γo光在入射面内，遵从折射定律。ee光γoo光e光一般不在入射面内，且不遵从折射定律。说明•o光折射率不随方向变化,e光折射率随方向变化。•o光晶体内沿各方向传播速度相同，e光则随折射方向而变化。•光轴方向光轴光在晶体内某个特殊方向传播时，无双折o102射现象。（该